Ventilation dans une maison individuelle à deux étages : options d'organisation d'un échange d'air fiable

Le microclimat dans une maison est d'une importance capitale, et son état dépend de la qualité de l'aménagement du système de ventilation. Cela affecte non seulement le bien-être des occupants. Sans un échange d'air efficace, l'humidité augmente, ce qui entraîne l'apparition de condensation, le bois commence à pourrir, le métal à rouiller.

Pour éviter de tels désagréments, il faut savir comment réaliser correctement la ventillation dans une maison à deux étages, afin que la vie y soit confortable.

Dans l'article que nous vous proposons, vous découvrirez tout sur les options d'installation des systèmes assurant l'échange d'air nécessire à la vie. Nous vous présenterons les spécificités de l'organisation de la ventilation des bâtiments à deux étages. Nous vous expliquerons comment les calculs sont effectués pour un choix correct des équipements.

Types d'échange d'air existants

Selon le mode de mise en mouvement de l'air, on distingue trois types d'échange d'air :

• naturel ;
• forcé ;
• mixte.

Chacun de ces types présente des avantages et des inconvénients. Pour déterminer quelle option offre le plus d'avantages, il faut se familiariser avec tous en détail.

Ventilation naturelle des habitations

Pour un échange d'air naturel dans une maison à deux étages, il n'est pas nécéssaire d'installer des équipements stimulant le mouvement de l'air. Tout repose ici sur les lois de la physique — la gravité, les principes de variation de pression des gaz.

La circulation gravitationnelle se produit en raison du manque d'étanchéité entre les composants structurels des fenêtres et des portes. Grâce au changement d'état physique, les masses d'air venues de l'extérieur se déplacent spontanément vers les bouches d'aération et le système de conduits de ventilation. La déperdition de chaleur des pièces augmente ainsi.

La solution type pour les maisons individuelles à deux étages est un caisson de ventilation placé verticalement et débouchant sur le toit. C'est une option idéale pour une maison en construction, car le caisson doit être prévu dans le projet et monté pendant la construction.

L'installation correcte du caisson de ventilation et le raccordement des gaines provenant des pièces assurent un tirage suffisant, quel que soit la direction et la force du vent.

Le fonctionnement ininterrompu du système de ventilation naturelle dans une maison individuelle à deux étages est impossible sans un bon tirage.

Il dépend d'un certain nombre de facteurs :

• de la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur des murs ;
• de la hauteur du conduit et de sa section ;
• du vent, qui aggrave ou améliore le tirage ;
• de la qualité de l'isolation thermique du conduit ;
• de la présence de virages et de coudes dans le conduit d'air.

Lorsque les températures intérieure et extérieure s'équilibrent, le tirage se détériore. Une augmentation significative de la température extérieure entraîne l'apparition d'un tirage inversé. La solution est un conduit de ventilation de grande hauteur.

L'air entre dans des pièces telles que la salle à manger, la chambre, le salon, et est évacué par les pièces de service. Les premières sont appelées pièces sèches, les secondes pièces humides. Ainsi, l'air sec entre dans la maison et l'air humide en sort.

Les masses d'air d'admission pénètrent dans la maison par des vannes d'admission installées dans les murs. Si nécessaire, elles peuvent être fermées. Lors de la mise en place du système, les conduits d'entrée sont placés en bas et les conduits de sortie en haut, de manière à déboucher sur le toit.

Cette configuration repose sur le fait que l'air froid, qui a tendance à déplacer l'air chaud, se trouve toujours en bas, et l'air chaud en haut. L'air circule entre les pièces par un espace en bas de la porte d'au moins 1,5 cm.

Parfois, les entrées d'air sont installées dans la zone supérieure des cadres de fenêtres en bois. Un dispositif similaire existe dans les fenêtres en plastique avec climatisation.

L'utilisation d'un système de renouvellement d'air naturel est justifiée si la maison se trouve dans une région où l'air est vraiment pur. Le fonctionnement d'un tel système ne nécessite pas de dépenses supplémentaires en électricité. Si le système répond à toutes les exigences, l'intensité du renouvellement d'air peut être régulée.

Ventilation forcée d'une maison à deux étages

Les paramètres de fonctionnement d'un système d'extraction mécanique dans une maison individuelle à deux étages sont bien supérieurs à ceux d'un système naturel, car un équipement supplémentaire participe au renouvellement de l'air. Il existe trois types de systèmes de renouvellement d'air mécanique selon le principe de fonctionnement : par insufflation, par extraction, et mixte (insufflation/extraction).

Selon leur fonction, les ventilations mécaniques sont divisées en deux catégories : locale et centralisée. La première ne fonctionne qu'à un endroit précis, tandis que la seconde peut à terme ventiler toute la maison. Un exemple de ventilation d'extraction locale est la hotte de cuisine.

L'évacuation des flux d'air vicié se fait par un conduit débouchant sur le toit. Comme dans le cas de la ventilation naturelle, les ouvertures d'entrée d'air sont situées dans les pièces sèches, et les ouvertures d'extraction dans les pièces à forte humidité.

Le fonctionnement du système contrôlé est basé sur un ventilateur central. Généralement, on l'installe dans le grenier et on le relie aux conduits d'admission d'air par des tuyaux — flexibles ou rigides.

Les avantages de la ventilation forcée sont les suivants :

• une circulation d'air intense due à la vitesse d'injection élevée;
• l'exclusion de l'influence des facteurs extérieurs;
• contrôlabilité du processus;
• la possibilité de préparer à l'avance les masses d'air entrantes.

Pour l'installation d'un système de ventilation mécanique, on utilise les mêms clapets d'admission que pour la ventilation naturelle. La différence réside uniquement dans la présence d'un ventilateur qui pousse l'air dans la pièce. On l'installe dans un conduit posé dans le mur. Du côté de la pièce, le conduit est fermé par un couvercle, et de l'extérieur par une grille, pour empêcher l'entrée de poussière, d'animaux divers et de précipitations.

Installer un clapet d'admission n'est pas compliqué. On perce un trou dans le mur à l'aide d'une foreuse ou d'un perforateur. Ensuite, on le nettoie, on met en place le conduit d'air, on monte le clapet et la grille de protection.

Un brizer possède des fonctionnalités plus étendues. Un ventilateur, des grilles de protection et un conduit d'air sont également présents. Mais en plus, des capteurs contrôlent l'humidité et la température, et si nécessaire, ils déclenchent automatiquement l'équipement.

La plupart des brizers sont équipés d'un convecteur intégré qui réchauffe l'air entrant dans la pièce. Cela permet de maintenir une température constante, ce qui est non seulement confortable, mais réduit également les coûts de chauffage.

L'équipement pour l'organisation du système de ventilation dans une maison particulière de deux étges est installé dans les endroits où l'extraction d'air est essentiellle — la cuisine et la sallle de bains.

L'instllation d'une hote d'extraction dans la sallle de bains est justifiée par l'humidié élevée, dont l'ignorance conduirait à la formation de moisissures, constituant une menace directe pour la santé.

En guise d'équipement d'extraction pour la salle de bain, on utilise aussi un ventilateur. On le place à l'entrée du conduit de ventilation, puis on le masque avec une grille de protection. Il remplit bien son rôle de normalisation du taux d'humidité dans la pièce.

De la cuisine, en même temps que l'air humide, il est nécessaire d'éliminer les odeurs désagréables et la graisse. On installe une hotte de cuisine au-dessus de la surface de cuisson et on la raccorde au conduit de ventilation. Un ventilateur situé à l'intérieur de l'équipement aspire et évacue les masses d'air vicié de la pièce.

Dans une grande maison à deux étages, un système d'extraction forcée peut être insuffisamment efficace. Cela s'explique par le fait que l'air vicié est évacué de manière forcée, tandis que l'air frais entre naturellement en faible volume. Dans ces conditions, l'option la plus appropriée est la ventilation par insufflation et extraction.

Pour utiliser ce système combiné, l'air entre et sort par l'intermédiaire de ventilateurs. Les structures enveloppantes de la maison doivent être hautement étanches. Souvent, les brizers jouent le rôle d'équipement d'admission, et on installe des mécanismes d'extraction dans les pièces humides.

Ainsi, l'intensité du renouvellement d'air augmente, et le volume des masses d'air, tant entrantes que sortantes, est sous contrôle. Dans les systèmes plus puissants, en plus de l'équipement de soufflage et d'extraction, il y a un chauffage ou un refroidissement. Parfois, on installe également des dispositifs d'humidification et de filtration de l'air. La plupart des systèmes complexes sont équipés d'un récupérateur.

Le récupérateur permet de réaliser des économies substantielles sur le chauffage en période froide, car l'air entrant est préchauffé. Sa version à plaques est un appareil volumineux, c'est pourquoi on l'installe dans une pièce séparée.

Les flux d'air entrants, avant de pénétrer dans la maison, traversent un échangeur de chaleur, rencontrant l'air chaud qui s'échappe vers l'extérieur. L'appareil est conçu de manière que les flux d'air ne se mélangent pas, mais que le courant chaud réchauffe le courant froid. Ce dernier arrive dans la maison déjà chaud.

À tous égards, la ventilation centralisée forcée avec récupération de chaleur est la manière la plus perfectionnée d'installer un système de ventilation, car elle permet de résoudre plusieurs problèmes à la fois :

• établir un renouvellement d'air optimal dans toute la maison sans dépendre des conditions météorologiques ;
• effectuer le traitement de l'air entrant ;
• automatiser et réguler l'échange d'air dans une large plage, en fonction des différents indicateurs du microclimat dans les pièces individuelles ;
• économiser l'énergie thermique.

La mise en œuvre d'un système forcé implique des coûts financiers considérables. L'équipement qui en fait partie nécessite un entretien technique périodique. De plus, ce modèle de ventilation nécessite une alimentation électrique constante pour son fonctionnement.

Il est souhaitable, lors de l'installation d'un système de ventilation forcée dans une maison à deux étages, de prévoir une alimentation de secours. Celle-ci sera utile non seulement pour maintenir le microclimat dans les pièces, mais aussi pour profiter de tous les autres avantages de la civilisation.

Spécificités du type mixte

Le type de ventilation mixte implique l'utilisation d'un schéma gravitaire et d'un schéma mécanique, c'est-à-dire forcé. Généralement, dans ces systèmes, les dispositifs de ventilation assurant le renouvellement d'air dans une maison à deux étages, des ventilateurs sont installés sur les composants d'extraction et sur ceux d'admission.

Selon l'état de l'atmosphère et le microclimat à l'intérieur de la maison, dans les systèmes mixtes, on active soit l'extraction, soit l'admission. Lors de l'activation de l'extraction, les masses d'air provenant de l'extérieur s'écouleront spontanément dans l'espace raréfié libéré. Si l'admission est activée, l'air insufflé chassera lui-même l'excédent.

Particularités de l'organisation de la ventiliation du deuxième étage

La ventilation naturelle du deuxième étage peut être organisée de deux manières. La première prévoit la présence d'une porte d'entrée qui bloque l'arrivée d'air depuis le bas. Ainsi, l'espace aérien est divisé en blocs indépendants.

La porte de l'escalier menant au deuxième étage doit avoir une étanchéité efficace. De plus, il est judicieux d'y installer un ferme-porte. Il ramènera automatiquement la porte à sa position initiale.

On peut également diviser l'espace aérien des étages à l'aide d'une porte installée devant l'escalier menant à l'étage supérieur.

Le schéma de ventilation naturelle du deuxième étage est similaire à celui du premier :

1. Par une vanne d'admission murale ou de fenêtre, de l'air pur entre dans les pièces.
2. À travers les interstices ou les grilles de transfert, l'air des pièces s'écoule vers la salle de bain et d'autres pièces auxiliaires.
3. Les flux d'air « viciés » s'évacuent par la gaine de ventilation.

On installe des clapets d'admission dans les pièces à vivre, et des extracteurs dans le dressing, le hall et la salle de bain. On laisse des fentes de transfert dans les portes de toutes les pièces, ou on installe des grilles.

Pour que la ventilation fonctionne correctement, il ne suffit pas d'assurer l'étanchéité de la porte d'entrée de l'étage. Il faut également éliminer les autres chemins possibles de circulation de l'air entre les étages — les endroits où passent les conduites, les fuites dans les planchers.

La deuxième méthode est utilisée lorsque l'agencement est tel qu'aucune porte n'est prévue de l'escalier vers le deuxième étage. On procède alors à une isolation individuelle de l'espace aérien de chaque pièce.

À cette fin, on installe des vannes d'admission dans toutes les pièces du deuxième étage, on rend les portes étanches et on les maintient constamment fermées. Pour évacuer les masses d'air polluées, des conduits de ventilation naturelle sont prévus dans les pièces.

L'inconvénient de la deuxième méthode est la nécessité d'augmenter le nombre de conduits de ventilation. Idéalement, chaque pièce devrait avoir son propre conduit se terminant sur le toit.

Lors du regroupement des conduits de ventilation d'une maison à deux étages, il ne faut pas relier les salles de bains et les cuisines aux pièces à vivre. Il est interdit de combiner ou de placer à proximité les extracteurs des colonnes d'évacuation et les systèmes de ventilation des pièces.

La fusion des conduits de ventilation nuit au fonctionnement du système. Il arrive parfois qu'il soit nécessaire de le faire, mais même si cette option est choisie, la conception s'avérera assez complexe.

Il existe des circonstances dans lesquelles il n'est pas toujours possible de créer le renouvellement d'air nécessaire à l'aide de la ventilation naturelle à l'étage supérieur :

1. Il est pratiquement impossible d'éliminer complètement les échanges d'air entre les étages.
2. Les conduits de ventilation du deuxième étage ont une hauteur moindre, par conséquent, la force de tirage y est inférieure par rapport aux conduits du niveau inférieur.

Compte tenu de ces raisons, pour assurer un environnement confortable, il est préférable d'utiliser ici une ventilation mécanique par extraction.

Calcul des paramètres principaux du système de ventilation

Pour une ventilation efficace dans une maison à deux étages, un calcul préliminaire est nécessaire, basé sur les normes de renouvellement d'air spécifiées dans le SP 55.13330.2011. L'objectif principal du calcul est de déterminer les dimensions des conduits en fonction du volume d'air à extraire.

Dans la construction d'un système de ventilation pour une maison à deux étages, il est nécessaire d'utiliser un équipement plus puissant que pour une construction à un seul niveau. En général, on intègre dans le projet une installation de ventilation d'une capacité d'au moins 400 m³/h.

Le calcul est effectué pour chaque étage, en respectant la séquence suivante :

1. On détermine, selon le tableau 1 des Règles de Construction, le volume d'air minimum total (Qп) provenant de l'extérieur en quantité nécessaire pour la ventilation des pièces équipées de vannes d'admission.
2. Vous choisissez, à partir de la section correspondante des normes, le volume total minimal des masses d'air à évacuer (Qv) de toutes les pièces équipées d'un conduit d'extraction.
3. Les paramètres minimaux obtenus (Qp et Qv) sont comparés. La plus grande valeur sera le débit d'air calculé minimal (Qr) de toutes les gaines d'extraction à l'étage.
4. En vous basant sur la hauteur du bâtiment, sélectionnez la dimension verticale de la cage d'étage.

Selon la hauteur de la gaine de ventilation et la performance minimale des conduits situés au deuxième étage, le nombre de gaines est déterminé à l'aide d'un tableau spécial.

Le tableau indique la performance d'un seul canal de ventilation d'extraction en blocs de béton, en fonction de sa hauteur et de la température ambiante. La section du canal est de 204 cm².

Les canaux standard sélectionnés doivent avoir un débit total en m³/h non inférieur au Qp calculé. Les conduits sont répartis entre les pièces de manière à assurer un renouvellement d'air réglementaire dans chacune d'elles.

S'il s'avère que la vitesse de déplacement de l'air et le débit de la gaine sont insuffisants, on augmente la longueur de la cheminée ou la section. Pour assurer un tirage équivalent dans chaque conduit, tous les canaux à l'étage doivent avoir la même longueur.

Il convient de noter que le schéma de calcul présenté est une version simplifiée. Le calcul professionnel est beaucoup plus complexe et seul un spécialiste peut le réaliser.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

L'auteur de cette vidéo parle de la création de la ventilation dans une maison individuelle et de la résolution des problèmes rencontrés lors de son installation :

Le processus d'installation de la ventilation mécanique contrôlée est présenté dans la vidéo :

Un système de ventilation bien conçu dans une maison est la garantie de la santé des personnes qui y vivent. Mais ce n'est pas son seul rôle : il doit également protéger les éléments structurels du bâtiment contre la dégradation progressive due à une humidité excessive.

Les informations sur les types de systèmes de ventilation et leurs caractéristiques de fonctionnement vous aideront à choisir la meilleure option pour un renouvellement d'air optimal dans la maison.

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